FreeSCADA 2：基于.NET的开源 SCADA 系统

IChannel Interface

定义了通道（Channel）的基本功能和属性，如名称（Name）、插件标识（PluginId）、值（Value）、是否只读（IsReadOnly）、状态标志（StatusFlags）等。

提供了事件，如PropertyChanged和ValueChanged，用于通知其他部分通道属性或值的变化。

是一个契约，规定了通道类需要实现的成员。

BaseChannel Abstract Class

实现了IChannel接口，提供了通道的基本功能和公共实现。

包含了通道的核心属性和方法，如获取通道名称、类型、值，以及更新值和状态的方法。

提供了抽象方法DoUpdate()和虚方法DoUpdate(object value)、DoUpdate(object value, DateTime externalTime, ChannelStatusFlags status)，供子类根据具体通信协议实现数据更新逻辑。

具备线程安全机制，使用lock关键字确保在多线程环境下数据的一致性和完整性。

是一个抽象基类，不能直接实例化，需要由子类继承并实现抽象方法。

OPCBaseChannel Class

继承自BaseChannel抽象类，是针对OPC（OLE for Process Control）协议通信的具体实现。

包含了与OPC服务器通信相关的属性，如OPC通道名称（OpcChannel）、OPC服务器名称（OpcServer）、OPC主机（OpcHost）、连接组（opcConnection）和OPC句柄（opcHandle）。

重写了Value属性的set访问器，在设置新值时，会通过OPC连接将值写入OPC服务器，并调用基类的DoUpdate方法更新本地值。

提供了Connect和Disconnect方法，用于与OPC服务器建立和断开连接。

重写了DoUpdate方法，目前为空，需要根据具体OPC通信逻辑进行实现。

数据流向

数据从OPC服务器流向OPCBaseChannel:

OPCBaseChannel通过Connect方法与OPC服务器建立连接，并获取到OPC句柄opcHandle。

当需要从OPC服务器读取数据时，OPCBaseChannel通过其内部的OPC连接（opcConnection）从OPC服务器读取数据。

读取到的数据会更新到OPCBaseChannel的Value属性中。

更新Value属性会触发基类的FireValueChanged方法，进而引发PropertyChanged和ValueChanged事件，通知其他订阅者数据已更新。

数据从OPCBaseChannel流向OPC服务器:

当OPCBaseChannel的Value属性被设置时，如果通道不是只读的，并且与OPC服务器的连接已建立，它会通过opcConnection.WriteChannel(opcHandle, value)将新值写入OPC服务器。

同时，它会调用基类的DoUpdate方法更新本地值和状态。

数据在OPCBaseChannel内部流动:

通道的状态（StatusFlags）可以通过StatusFlags属性设置，这会更新modifyTime并触发FireValueChanged方法，进而引发相关事件。

通道的重置操作（Reset方法）会将值恢复为默认值，并更新状态和时间。

数据从OPCBaseChannel流向其他部分:

通过PropertyChanged事件，当通道的Value、ModifyTime、Status或StatusFlags属性发生变化时，会通知其他订阅者（如用户界面或数据处理模块），使它们能够获取到最新的数据。

通过ValueChanged事件，当通道的值发生变化时，会通知其他订阅者，使它们能够对值的变化做出响应。

总结

这三个类的关系和数据流向如下：

IChannel定义了通道的契约，BaseChannel实现了这个契约并提供了通用功能，OPCBaseChannel继承自BaseChannel并实现了针对OPC协议的具体功能。

数据从OPC服务器流向OPCBaseChannel，更新其值和状态；OPCBaseChannel内部处理数据的更新和状态变化，并通过事件将数据变化通知给其他部分。

这种设计通过接口和抽象类实现了代码的复用和扩展性，使得可以方便地添加对其他通信协议的支持，只需继承BaseChannel并实现相应的通信逻辑即可。

自定义控件

VisualControls.FS2EasyControls 模块是 FreeSCADA 2 系统中用于提供可视化控件的核心组件库，旨在为用户提供更丰富、便捷的图形化界面元素，用于直观地展示和操作工业自动化过程中的各类数据。这些控件涵盖了从基本的数据显示（如数值、文本）、状态指示（如指示灯、报警器），到复杂的交互式图表（如趋势图、棒图）等多种类型，是实现系统人机交互界面（HMI）的关键。

IVisualControlsPlug 接口在 FS2EasyControls 中的实现

接口方法实现

数据源绑定

BindDataSource 方法：这是实现控件与数据源关联的核心方法。它接收数据源标识符（如标签名称）和数据绑定规则（如数据类型转换、数据更新频率等）作为参数。FS2EasyControls 模块中的每个可视化控件都通过这个方法与 FreeSCADA 2 系统中的特定数据（如从 OPC 服务器、ModBus 设备等采集的数据）建立联系。

例如，对于一个用于显示温度的数字显示屏控件，通过 BindDataSource 方法将其与表示温度传感器数据的标签 “Temperature.Sensor1” 绑定。在绑定过程中，可以指定数据类型为浮点数，更新频率为每秒一次等规则。这样，控件就能够实时获取该温度数据的变化，并在界面上进行相应更新。

数据更新与刷新

UpdateData 方法：用于将最新的数据从数据源拉取到控件，并触发控件的刷新操作。当系统中的数据（如通过 Communication 模块从设备采集到的新数据）发生变化时，FS2EasyControls 模块会调用控件的 UpdateData 方法。该方法内部会根据控件的类型和绑定规则，对数据进行适当的处理（如数值修约、单位转换等），然后更新控件的显示内容。

比如，在一个模拟压力表控件中，当 UpdateData 方法被调用并接收到新的压力值数据时，它会根据压力值计算指针的旋转角度，重新绘制压力表的图形界面，使指针指向对应的压力刻度位置，从而直观地反映当前压力的变化情况。

用户交互响应

OnUserInteraction 方法：用于处理用户与控件之间的交互操作，如点击按钮、调整滑块、输入文本等。当用户对可视化控件进行操作时，FS2EasyControls 模块会捕捉到这些操作事件，并通过 OnUserInteraction 方法进行相应处理。

例如，在一个用于控制电机启停的按钮控件中，当用户点击启动按钮时，OnUserInteraction 方法会识别这个点击事件，然后根据预先定义的控制逻辑（如向 PLC 发送电机启动命令），通过 FreeSCADA 2 系统的通信模块将控制指令发送到相应的设备。同时，它还可以更新按钮本身的显示状态（如改变按钮颜色为绿色表示电机已启动）。

数据封装与传递

数据封装

在 FS2EasyControls 模块中，数据从数据源传递到控件时，会按照 FreeSCADA 2 系统统一的数据模型（如 Common 模块中的 Tag 类）进行封装。控件接收到的数据包含数据值、质量（如好、坏、可疑等）、时间戳等关键信息。例如，从 OPC 服务器获取的流量数据 “FlowMeter1” 会封装为一个 Tag 对象，其 Value 属性为当前流量值（如 120m³/h），Quality 属性为数据质量（假设为 “Good”），TimeStamp 属性为数据更新时间。

数据传递流程

当系统中的数据源（如通过 OPCPlug 模块连接的 OPC 服务器）有数据更新时，数据首先会按照 ICommunicationDriver 的规范传递到 FreeSCADA 2 的数据处理层。然后，数据处理层根据可视化界面的配置（如哪个控件绑定了该数据源），调用 FS2EasyControls 模块中相应控件的 UpdateData 方法。控件接收到数据后，根据自身类型和绑定规则进行处理，并更新显示内容。同时，控件在处理数据过程中，也可以将一些状态信息（如数据是否在正常范围内、是否触发报警等）反馈给系统，以便系统进行进一步的处理（如生成报警信息推送等）。